琼脂-刺槐豆胶协同作用及其凝胶骨架材料缓释性能（一）

天然多糖是自然界中存量极为丰富的天然高分子聚合物，广泛应用于医药制剂领域。研究不同复配多糖间的相互作用，可以获得优于单一多糖的性能。以天然多糖为材料开发出经济、稳定的药物缓释载体的研究受到诸多学者的关注。

琼脂是一种应用十分广泛的海藻多糖。琼脂糖分子是琼脂分子的主要组成部分，是由1，3-连接的β-D-半乳糖和1，4-连接的3，6-脱水-a-L-半乳糖所组成的结构单元重复连接而成的线性链条。琼脂因其易获得性、成本效益以及良好的胶凝性能，常用于生物与医学制剂领域，然而琼脂凝胶存在脆性大、易发生脱液收缩等缺点，因而在实际应用中常需复配其它天然多糖来改善其凝胶性能。刺槐豆胶是从刺槐树种子胚乳中获得的一种线性半乳甘露聚糖，其主链由β-（1-4）-甘露糖组成，侧链为a-（1-6）-D-半乳糖（甘露糖与半乳糖的比例约为4:1）。刺槐豆胶没有胶凝性，具有低浓度下高黏度的特点。通过添加刺槐豆胶可以有效改善琼脂凝胶的性能。现有的文献研究多注重于复配多糖的宏观性能的改变来判断天然多糖之间是否存在相互作用，如流变性能，力学性能等，这导致了不同的研究方法得到了不同的研究结论。因此，有必要进行对多糖分子间相互作用的微观研究。

盐酸二甲双胍（Metforminhydrochloride，MET）是普遍应用于降低2型糖尿病患者血糖的双胍类降血糖药。二甲双胍在体内的生物半衰期很短，需要频繁服用，然而大剂量使用，容易引起患者胃肠道不良反应。研究人员一直致力于通过使用水凝胶，聚合物药物等方式来减缓药物不良反应。
本研究利用微观手段（旋光度分析）以及宏观手段（流变性能、力学性能等）相结合的方式全面研究琼脂与刺槐豆胶间的相互作用，测试与分析时，以盐酸二甲双胍为模型药物，模拟琼脂刺复合凝胶的空间网络结构，揭示刺槐豆胶对琼脂凝胶的影响，总结复合凝胶的性能变化。同槐豆胶复合载药凝胶的体外释放过程，以考察其缓释性能。

一、实验部分

1、材料与仪器

琼脂、剌槐豆胶（食品级）：青岛德惠生物科技有限公司；浓盐酸:莱阳化工厂；磷酸氢二钠、磷酸二氢钾（均为分析纯）：国药集团化学试剂有限公司，盐酸二甲双胍（药典BP级）：阿拉丁试剂有限公司，其他无特别说明的药剂均为分析纯。

试验仪器有旋光仪（MCP5300）：AntonPaar公司；博勒飞流变仪（DV-3T）：Brookfield公司，扫描电子显微镜（JSM-840）：Jeol公司；质构仪（TA.XT2）：StableMicroSystems公司；红外光谱仪（Nicolet200）：Madison公司；紫外可见分光光度计（UV-2102C）：尤尼克公司。

2、凝胶样品制备

取刺槐豆胶、琼脂5g分别分散在500mL蒸馏水中，在水浴中升温至95℃，保温搅拌1.5h。

根据各表征测试条件混合配制多糖溶液。混合后，在80℃下水浴搅拌1h后静置。随后，将各样品倒入测试样品池中。样品均经过相同处理。

3、琼脂-刺槐豆胶相互作用的表征

（1）表观黏度分析

使用博勒飞流变仪测定总质量分数为1.0wt%的琼脂-刺槐豆胶（100/0，75/25，50/50，25/75，0/100）复合溶液的表观黏度，测量温度范围为80℃～30℃，降温速率为0.5℃/min，使用62号转子在20r/min恒定速率下运行。复合溶液测量前在测量池中恒温15min（80℃）。

（2）扫描电镜分析

复合溶液倒入5mL小烧杯中，冷却至室温，放置Sh后，预冻，在-40℃下冷冻干燥。冷冻干燥获得复合凝胶骨架样品，将样品切片喷金后，用扫描电镜观察样品的骨架结构。

（3）旋光度分析

使用旋光仪测量0.25wt%琼脂-刺槐豆胶（50/50）复合凝胶溶液及其组分溶液（复合溶液中各组分分别存在时的溶液）降温过程中旋光度的变化，温度范围为80℃～25℃，冷却速率为0.5℃/min，所有试验均在589nm下使用可控温二氧化硅样品池（200mm）测量。

（4）凝胶全质构性能分析（TPA）

使用质构仪对凝胶样品进行全质构性能分析，探头型号为P10，运行速度为1.00mm/s，两次压缩之间的时间间隔为5s。样品测量前在生化培养箱中保存12h（恒湿、恒温20℃）。

4、载药凝胶制备

盐酸二甲双胍直接加入降温后的复合溶液中，溶液药量设定为4mg/g。搅拌均匀后，将载药复合溶液放置于50℃水浴中恒温1h，倒入5mL小烧杯中，冷却至室温，放置5h后，在-40℃下冷冻干燥。

5、琼脂-刺槐豆胶载药干凝胶样品性能分析

（1）红外光谱分析

采用ATR红外光谱仪对载药样品进行测定，扫描波长范围为4000cm^-1～450cm^-1。

（2）载药量测试

复合凝胶的载药量使用紫外分光光度法测定。称量0.2g干凝胶样品，粉碎后溶于100mLpH7.4磷酸盐缓冲液中，水浴37℃下搅拌5h，超声处理1h后过滤，量取4mL滤液定容于100mL容量瓶中。

（3）体外药物释放

模拟药物在胃液-肠液连续体外释放过程，精确称量0.1g载药样品于茶袋中，依次经历pH1.2盐酸缓冲液（2h）和pH7.4磷酸盐缓冲液（8h）。试验过程中锥形瓶放置于恒温水浴振荡器中，温度设为（37+0.5）℃。定时取样1mL，并补入1mL对应缓冲液。溶液稀释后根据紫外标准曲线确定浓度。分别使用pH1.2盐酸缓冲溶液和pH7.4磷酸盐缓冲溶液配制盐酸二甲双胍溶液（2μg/mL～20μg/mL），并在232nm波长下，绘制标准曲线。

（4）溶胀度分析

称取0.2g载药凝胶样品于茶袋中，将茶袋放入盛有100mLpH7.4磷酸盐缓冲溶液的烧杯中，定期将茶袋取出，滤纸擦干表面水分，称量在不同时间点凝胶的质量直至恒重，记录每次样品称量的质量与时间。

二、结果与讨论

1、琼脂-刺槐豆胶复合凝胶协同作用分析

（1）旋光度分析

图1是琼脂-刺槐豆胶复合胶液以及其组分胶液单独存在时旋光度随温度变化的曲线图。由图1可见琼脂组分溶液的旋光度变化曲线符合琼脂的双螺旋凝胶机理，温度高于70℃时，琼脂分子以单分子随机线团状态存在，其旋光度基本保持不变。随着温度进一步降低（<70℃），琼脂溶液的旋光度随温度的降低而逐渐增大，说明此时琼脂分子开始相互作用，形成双螺旋结构，并且逐步有序聚集；当温度低于35℃，溶液的旋光度不再发生变化，说明在此温度下溶液中的琼脂分子双螺旋结构已经完成相互聚集。

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